Rapid acquisition of dendritic spines by visual thalamic neurons after blockade of N-methyl-D-aspartate receptors.

N-Methyl-D-aspartate (NMDA) receptors play an important role in the development of retinal axon arbors in the mammalian lateral geniculate nucleus (LGN). We investigated whether blockade of NMDA receptors in vivo or in vitro affects the dendritic development of LGN neurons during the period that retinogeniculate axons segregate into on-center and off-center sublaminae. Osmotic minipumps containing either the NMDA receptor antagonist D-2-amino-5-phosphonovaleric acid (D-APV) or saline were implanted in ferret kits at postnatal day 14. After 1 week, LGN neurons were intracellularly injected with Lucifer yellow. Infusion of D-APV in vivo led to an increase in the number of branch points and in the density of dendritic spines compared with age-matched normal or saline-treated animals. To examine the time course of spine formation, crystals of 1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanine perchlorate were placed in the LGN in brain slices from 14- to 18-day-old ferrets. Labeled LGN cell dendrites were imaged on-line in living slices by confocal microscopy, with slices maintained either in normal perfusion medium or with the addition of D-APV or NMDA to the medium. Addition of D-APV in vitro at doses specific for blocking NMDA receptors led to a > 6-fold net increase in spine density compared with control or NMDA-treated slices. Spines appeared within a few hours of NMDA receptor blockade, indicating a rapid local response by LGN cells in the absence of NMDA receptor activation. Thus, activity-dependent structural changes in postsynaptic cells act together with changes in presynaptic arbors to shape projection patterns and specific retinogeniculate connections.

Variação sazonal do metabolismo energético no primeiro ciclo anual de lagartos teiú Tupinambis merianae: correlatos com atividades diárias, adiposidade e proteção antioxidante

Lagartos teiú eclodem no verão e enfrentam o desafio de crescer e armazenar substratos em um curto período de tempo, antes do início do período de jejum e depressão metabólica (≈80%) a temperaturas amenas durante o inverno (≈17 °C). No despertar, o aumento do metabolismo e a reperfusão de órgãos favoreceriam a ocorrência de estresse oxidativo. Na primeira parte do presente estudo investigou−se os ajustes que compatibilizam as demandas em teiús neonatos, especialmente na pré-hibernação, por meio da gravação do comportamento em vídeo e da análise da massa dos corpos gordurosos abdominais e do nível plasmático de corticosterona (CORT) durante o primeiro ciclo anual. No início do outono a massa corpórea dos teiús foi 27 g e o comprimento rostro−cloacal 9,3 cm e aumentaram 40% e 20%, respectivamente, ao longo do outono, enquanto que as taxas diminuíram progressivamente até atingirem o valor zero no início do inverno. Na primavera, a massa corpórea dos teiús aumentou 80% em relação ao despertar e dobrou em relação ao final do verão; o comprimento acumulou um aumento de 27% em relação ao final do verão. A massa relativa dos corpos gordurosos foi 3,7% no início do outono e diminuiu nos meses subsequentes; no despertar, este estoque acumulou uma perda de 63% da sua massa. No início do outono 74% dos teiús estavam ativos por 4,7 h e permaneceram 2 h assoalhando diariamente; ao longo do outono o número de animais ativos e o tempo em atividade diminuíram até que todos se tornaram inativos. Na primavera 83% dos teiús estavam ativos por 7 h e permaneceram 4 h assoalhando. Um padrão sazonal similar foi observado na atividade locomotora e na alimentação. No outono, a alimentação cessou antes da atividade diária e os teiús tornaram−se afágicos algumas semanas antes da entrada em hibernação. Os maiores níveis de CORT foram observados no início do outono, reduzindo progressivamente até valores 75 e 86% menores na dormência e despertar, respectivamente; na primavera os níveis de CORT foram 32% menores em comparação com o início do outono. Este padrão sugere um papel da CORT nos ajustes que promovem a ingestão de alimento e a deposição de substratos energéticos no outono. A redução da atividade geral no final do outono contribuiria para a economia energética e manutenção da massa corpórea, apesar da redução da ingestão de alimento. O curso temporal das alterações fisiológicas e comportamentais em neonatos reforça a ideia de que a dormência sazonal nos teiús é o resultado da expressão de um ritmo endógeno. Na segunda parte do estudo foi investigada a hipótese de que ocorreriam ajustes das defesas antioxidantes durante a hibernação, em antecipação ao despertar. Foram analisados marcadores de estresse oxidativo e antioxidantes em vários órgãos de teiús em diferentes fases do primeiro ciclo anual. A CS, um indicador do potencial oxidante, não variou no fígado e foi menor no rim e no pulmão na hibernação. As enzimas antioxidantes revelaram (1) um efeito abrangente de redução das taxas na hibernação e despertar; por exemplo, GR e CAT foram menores em todos órgãos analisados e a GST tendeu a diminuir no fígado e no rim, embora constante no coração e no pulmão. A G6PDH no fígado e no rim não variou. (2) No fígado, a GST, a Se−GPX e o teor de TBARS foram maiores na atividade de outono em relação à primavera e a Se−GPX permaneceu elevada na hibernação. (3) No fígado, a SOD foi maior na hibernação e despertar em relação ao outono e a Mn−SOD seguiu este padrão. Em contraste, no rim, coração e pulmão a SOD foi menor na hibernação e as taxas se recuperaram no coração e pulmão no despertar. A Mn−SOD seguiu este padrão no pulmão. A concentração e o estado redox da glutationa não variaram no fígado, rim e coração; no pulmão o teor de Eq−GSH e GSH foi menor na hibernação, com tendência à recuperação no despertar. O teor de PC no rim foi maior na hibernação e diminuiu no despertar. No fígado, as alterações no jejum se assemelham às sazonais, como sugerem a inibição da CAT e GR e aumento da Se−GPX. Os efeitos do jejum na primavera no rim diferem dos efeitos sazonais, como sugerem a redução do teor de Eq−GSH e GSH e o aumento da razão GSSG:GSH, a redução da G6PDH e o aumento de PC. No conjunto, houve um efeito predominante de redução das taxas enzimáticas na hibernação e no despertar, exceto pelas taxas aumentadas da SOD e Se−GPX no fígado e pela recuperação da SOD no coração e da GR, SOD e Mn−SOD no pulmão no despertar. As elevadas taxas das enzimas antioxidantes no teiú em comparação a outros ectotermos e a ausência de evidências de estresse oxidativo no despertar sugerem que a atividade enzimática remanescente é suficiente para prevenir danos aos tecidos face às flutuações do metabolismo

Produção e caracterização de biomateriais acelulares bioativos obtidos a partir da decelularização de placentas

A bioengenharia de tecidos baseia-se no uso de moléculas bioativas, células-tronco e biomateriais para reparação de tecidos e/ou órgãos. Biomateriais podem ser classificados de acordo com sua origem em sintéticos ou biológicos. Biomateriais biológicos podem ser produzidos por decelularização, que visa a remoção de células da matriz extracelular (MEC), a qual deve manter sua integridade química e física. Placentas são órgãos de grande interesse na bioengenharia de tecidos visto que são descartadas após o parto e possuem grande volume de matriz extracelular. Métodos de decelularização podem ser classificados em químicos, físicos e enzimáticos. Todos conhecidamente causam alterações na MEC, sendo que a associação deles é comumente utilizada. Este trabalho comparou diferentes protocolos e estabeleceu um método mais favorável para a decelularização de placentas caninas, visando a produção de um biomaterial para futuras aplicações clínicas. Inicialmente ambas as porções - materna e fetal - das placentas foram submetidas à 10 protocolos, que avaliaram variáveis como concentração e tempo de incubação em detergentes, diferentes gradientes de temperatura e a influência da perfusão versus imersão das soluções, na MEC remanescente. Com base na transparência do tecido e na ausência de núcleo celular em cortes histológicos, dois protocolos foram selecionados (I e II). Além dos critérios já mencionados, ambos os protocolos foram comparados quanto à quantidade de DNA remanescente na MEC decelularizada e à permanência e distribuição de algumas das proteínas da matriz. O detergente SDS foi o mais eficaz na remoção de células, embora não tenha sido suficiente para promover uma decelularização tecidual completa. O congelamento prévio das placentas requereu um maior tempo de incubação posterior das amostras nos distintos detergentes. Ambos métodos de perfusão e imersão foram eficazes na remoção das células, embora grande concentração de proteínas do citoesqueleto tenham permanecido retidas na matriz. As amostras processadas pelo protocolo I (SDS 1%, 5mM EDTA + 50mM TRIS + 0,5% antibiótico, e Triton X-100 1%) apresentaram maior preservação da organização estrutural da MEC quando comparadas àquelas processadas de acordo com o protocolo II (que diferiu do anterior pela utilização de solução contendo 0,05% tripsina ao invés de 50mM TRIS), esse último método entretanto foi o que melhor removeu as células das placentas, conforme observado em lâminas histológicas e demonstrado pela menor concentração de DNA. Tanto as porções materna quanto fetal submetidas à ambos protocolos, mantiveram as proteínas laminina, fibronectina e colágeno tipo I. O colágeno tipo III foi observado somente na porção fetal. Conclui-se que o protocolo II foi o mais eficaz no processo de decelularização de placentas caninas tendo promovido a remoção do conteúdo celular e diminuição da concentração de DNA na MEC remanescente. No entanto é necessário otimizar o tempo de incubação das placentas em soluções enzimáticas visando maior conservação do arranjo da matriz decelularizada. A análise da capacidade da MEC decelularizada por tal método para ser utilizada em bioengenharia de tecidos ainda deve ser avaliada in vitro e in vivo

Avaliação do volume e índices vasculares placentários pela ultrassonografia tridimensional em gestações com restrição grave de crescimento fetal

INTRODUÇÃO: A restrição de crescimento fetal (RCF) representa uma das principais complicações da gravidez e está associada a elevadas taxas de morbimortalidade perinatal. A frequência de desfechos desfavoráveis neonatais está diretamente relacionada à gravidade da RCF, sendo que os casos de pior evolução estão relacionados com peso abaixo do percentil 3. O mecanismo do crescimento fetal não está totalmente esclarecido, mas resulta da interação entre potencial genético de crescimento e fatores placentários, maternos e ambientais. Dentre os fatores etiológicos, o desenvolvimento anormal da placenta e a diminuição da perfusão uteroplacentária são as principais causas de RCF. Este estudo teve por objetivo avaliar volume e índices de vascularização placentários, por meio da ultrassonografia tridimensional (US3D), em gestações com RCF grave, e as correlações dos parâmetros placentários com valores de normalidade e dopplervelocimetria materno-fetal. MÉTODOS: Foram avaliadas 27 gestantes cujos fetos apresentavam peso estimado abaixo do percentil 3 para a idade gestacional. Por meio da US3D, utilizando-se a técnica VOCAL, foram mensurados o volume placentário (VP) e os índices vasculares: índice de vascularização (IV), índice de fluxo (IF) e índice de vascularização e fluxo (IVF). Os dados foram comparados com a curva de normalidade para a idade gestacional e peso fetal descrita por De Paula e cols. (2008, 2009). Desde que os volumes placentários variam durante a gravidez, os valores observados foram comparados com os valores esperados para a idade gestacional e peso fetal. Foram criados os índices volume observado/ esperado para a idade gestacional (Vo/e IG) e volume placentário observado/ esperado para o peso fetal (Vo/e PF). Os parâmetros placentários foram correlacionados com índice de pulsatilidade (IP) médio de (AUt) e IP de artéria umbilical (AU), e avaliados segundo a presença de incisura protodiastólica bilateral em AUt. RESULTADOS: Quando comparadas à curva de normalidade, as placentas de gestação com RCF grave apresentaram VP, IV, IF e IVF significativamente menores (p < 0,0001 para todos os parâmetros). Houve correlação inversa estatisticamente significante da média do PI de AUt com o Vo/e IG (r= -0,461, p= 0,018), IV (r= -0,401, p= 0,042) e IVF (r= -0,421, p= 0,048). No grupo de gestantes que apresentavam incisura protodiastólica bilateral de artérias uterinas, Vo/e IG (p= 0,014), Vo/e PF (p= 0,02) e IV (p= 0,044) foram significativamente mais baixos. Nenhum dos parâmetros placentários apresentou correlação significativa com IP de AU. CONCLUSÕES: Observou-se que o volume e os índices de vascularização placentários apresentam-se diminuídos nos fetos com RCF grave. IP médio de AUT apresenta correlação negativa com Vo/e IG, IV e IVF, e Vo/e IG, Vo/e PF e IV apresentaram-se reduzidos nos casos de incisura bilateral. Não houve correlação significativa dos parâmetros placentários com IP de AU

Interactions métaboliques entre le bisphénol A et le naproxène dans un modèle de foie de rat isolé et perfusé

L'exposition aux mélanges de contaminants (environnementaux, alimentaires ou thérapeutiques) soulève de nombreuses interrogations et inquiétudes vis-à-vis des probabilités d'interactions toxicocinétiques et toxicodynamiques. Une telle coexposition peut influencer le mode d’action des composants du cocktail et donc de leur toxicité, suite à un accroissement de leurs concentrations internes. Le bisphénol A (4 dihydroxy-2,2-diphenylpropane) est un contaminant chimique répandu de manière ubiquitaire dans notre environnement, largement utilisé dans la fabrication des plastiques avec l’un des plus grands volumes de production à l’échelle mondiale. Il est un perturbateur endocrinien par excellence de type œstrogèno-mimétique. Cette molécule est biotransformée en métabolites non toxiques par un processus de glucuronidation. L'exposition concomitante à plusieurs xénobiotiques peut induire à la baisse le taux de glucuronidation du polluant chimique d'intérêt, entre autres la co-exposition avec des médicaments. Puisque la consommation de produits thérapeutiques est un phénomène grandissant dans la population, la possibilité d’une exposition simultanée est d’autant plus grande et forte. Sachant que l'inhibition métabolique est le mécanisme d'interaction le plus plausible pouvant aboutir à une hausse des niveaux internes ainsi qu’à une modulation de la toxicité prévue, la présente étude visait d'abord à confirmer et caractériser ce type d'interactions métaboliques entre le bisphénol A et le naproxène, qui est un anti-inflammatoire non stéroïdiennes (AINS), sur l'ensemble d'un organe intact en utilisant le système de foie de rat isolé et perfusé (IPRL). Elle visait ensuite à déterminer la cinétique enzymatique de chacune de ces deux substances, seule puis en mélange binaire. Dans un second temps, nous avons évalué aussi l’influence de la présence d'albumine sur la cinétique métabolique et le comportement de ces deux substances étudiées en suivant le même modèle de perfusion in vivo au niveau du foie de rat. Les constantes métaboliques ont été déterminées par régression non linéaire. Les métabolismes du BPA et du NAP seuls ont montré une cinétique saturable avec une vélocité maximale (Vmax) de 8.9 nmol/min/ mg prot de foie et une constante d'affinité de l'enzyme pour le substrat (Km) de 51.6 μM pour le BPA et de 3 nmol/min/mg prot de foie et 149.2 μM pour le NAP. L'analyse des expositions combinées suggère une inhibition compétitive partielle du métabolisme du BPA par le NAP avec une valeur de Ki estimée à 0.3542 μM. Les résultats obtenus montrent que l’analyse de risque pour les polluants environnementaux doit donc prendre en considération la consommation des produits pharmaceutiques comme facteur pouvant accroitre le niveau interne lors d’une exposition donnée. Ces données in vivo sur les interactions métaboliques pourraient être intégrées dans un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PBPK) pour prédire les conséquences toxicococinétique (TK) de l'exposition d'un individu à ces mélanges chimiques.

L'étude in vivo de l'impact de la pression pulsée sur les capillaires cérébraux de souris

Plusieurs décennies de recherche ont permis de mieux comprendre les effets de l’athérosclérose sur le système cardiovasculaire, d’améliorer la prévention et de développer des traitements efficaces. Les effets de l’athéroslérose sur le cerveau demeurent toutefois mal compris même si le lien entre le fonctionnement cognitif et la santé du système vasculaire est maintenant bien établi. La venue de nouvelles méthodes d’imagerie telle la microscopie laser à 2-photons (TPLM) permet d’étudier l’impact de certaines maladies sur la microvasculature cérébrale en mesurant le flux sanguin dans des vaisseaux uniques situés dans des régions cérébrales millimétriques sous la surface. Les résultats des études in vitro peuvent dorénavant être corrélés à ceux obtenus in vivo. En premier lieu, ce mémoire revoit la théorie ayant permis le développement de la TPLM qui permet de prendre des mesures hémodynamiques in vivo dans des vaisseaux de très petits calibres tels des capillaires cérébraux de souris. Par la suite, son utilisation est décrite chez des souris anesthésiées afin de comparer les mesures d’hémodynamie cérébrale tels la vitesse des globules rouges, le flux de globules rouges, le flux sanguin cérébral, l’hématocrite sanguin et le diamètre des vaisseaux. Finalement, nous avons comparé les données hémodynamiques entre des souris de 3 mois normales (WT ; n=6) et des souris atteintes d’athérosclérose précoce (ATX ; n=6). Les résultats obtenus sur un nombre total de 209 capillaires (103 pour les souris WT et 106 pour les souris ATX) démontrent que les souris ATX possèdent une vitesse des globules rouges (+40%) plus grande, un flux de globule rouge plus grand (+12%) et un flux capillaire plus élevé (+14%) sans démontrer pour aucun de ces paramètres, une différence statistiquement significative. L’hématocrite moyen (35±4% vs 33±2% ; p=0.71) et le diamètre moyen des vaisseaux (4.88±0.22μm vs 4.86±0.20μm ; p=0.23) étaient également comparables. La vitesse des globules rouges a démontré une faible corrélation avec le diamètre des vaisseaux (r=0.39) et avec le flux de globules rouges/seconde (r=0.59). En conclusion, les travaux menés dans le cadre de ce mémoire de maîtrise permettent d'envisager, grâce aux nouvelles méthodes d’imagerie cérébrale telle la TPLM, une meilleure compréhension des mécanismes hémodynamiques sous-jacents à la microcirculation cérébrale. L’effet d’une pression pulsée augmentée, tel que proposée dans l’athérosclérose reste cependant à démontrer avec cette méthode d’imagerie.

Cerebral Microembolization During Aortic Valve Replacement Using Minimally Invasive or Conventional Extracorporeal Circulation: A Randomized Trial.

To compare intraoperative cerebral microembolic load between minimally invasive extracorporeal circulation (MiECC) and conventional extracorporeal circulation (CECC) during isolated surgical aortic valve replacement (SAVR), we conducted a randomized trial in patients undergoing primary elective SAVR at a tertiary referral hospital. The primary outcome was the procedural phase-related rate of high-intensity transient signals (HITS) on transcranial Doppler ultrasound. HITS rate was used as a surrogate of cerebral microembolism in pre-defined procedural phases in SAVR using MiECC or CECC with (+F) or without (-F) an oxygenator with integrated arterial filter. Forty-eight patients were randomized in a 1:1 ratio to MiECC or CECC. Due to intraprocedural Doppler signal loss (n = 3), 45 patients were included in final analysis. MiECC perfusion regimen showed a significantly increased HITS rate compared to CECC (by a factor of 1.75; 95% confidence interval, 1.19-2.56). This was due to different HITS rates in procedural phases from aortic cross-clamping until declamping [phase 4] (P = 0.01), and from aortic declamping until stop of extracorporeal perfusion [phase 5] (P = 0.05). Post hoc analysis revealed that MiECC-F generated a higher HITS rate than CECC+F (P = 0.005), CECC-F (P = 0.05) in phase 4, and CECC-F (P = 0.03) in phase 5, respectively. In open-heart surgery, MiECC is not superior to CECC with regard to gaseous cerebral microembolism. When using MiECC for SAVR, the use of oxygenators with integrated arterial line filter appears highly advisable. Only with this precaution, MiECC confers a cerebral microembolic load comparable to CECC during this type of open heart surgery.

Interactions métaboliques entre le bisphénol A et le naproxène dans un modèle de foie de rat isolé et perfusé

L'exposition aux mélanges de contaminants (environnementaux, alimentaires ou thérapeutiques) soulève de nombreuses interrogations et inquiétudes vis-à-vis des probabilités d'interactions toxicocinétiques et toxicodynamiques. Une telle coexposition peut influencer le mode d’action des composants du cocktail et donc de leur toxicité, suite à un accroissement de leurs concentrations internes. Le bisphénol A (4 dihydroxy-2,2-diphenylpropane) est un contaminant chimique répandu de manière ubiquitaire dans notre environnement, largement utilisé dans la fabrication des plastiques avec l’un des plus grands volumes de production à l’échelle mondiale. Il est un perturbateur endocrinien par excellence de type œstrogèno-mimétique. Cette molécule est biotransformée en métabolites non toxiques par un processus de glucuronidation. L'exposition concomitante à plusieurs xénobiotiques peut induire à la baisse le taux de glucuronidation du polluant chimique d'intérêt, entre autres la co-exposition avec des médicaments. Puisque la consommation de produits thérapeutiques est un phénomène grandissant dans la population, la possibilité d’une exposition simultanée est d’autant plus grande et forte. Sachant que l'inhibition métabolique est le mécanisme d'interaction le plus plausible pouvant aboutir à une hausse des niveaux internes ainsi qu’à une modulation de la toxicité prévue, la présente étude visait d'abord à confirmer et caractériser ce type d'interactions métaboliques entre le bisphénol A et le naproxène, qui est un anti-inflammatoire non stéroïdiennes (AINS), sur l'ensemble d'un organe intact en utilisant le système de foie de rat isolé et perfusé (IPRL). Elle visait ensuite à déterminer la cinétique enzymatique de chacune de ces deux substances, seule puis en mélange binaire. Dans un second temps, nous avons évalué aussi l’influence de la présence d'albumine sur la cinétique métabolique et le comportement de ces deux substances étudiées en suivant le même modèle de perfusion in vivo au niveau du foie de rat. Les constantes métaboliques ont été déterminées par régression non linéaire. Les métabolismes du BPA et du NAP seuls ont montré une cinétique saturable avec une vélocité maximale (Vmax) de 8.9 nmol/min/ mg prot de foie et une constante d'affinité de l'enzyme pour le substrat (Km) de 51.6 μM pour le BPA et de 3 nmol/min/mg prot de foie et 149.2 μM pour le NAP. L'analyse des expositions combinées suggère une inhibition compétitive partielle du métabolisme du BPA par le NAP avec une valeur de Ki estimée à 0.3542 μM. Les résultats obtenus montrent que l’analyse de risque pour les polluants environnementaux doit donc prendre en considération la consommation des produits pharmaceutiques comme facteur pouvant accroitre le niveau interne lors d’une exposition donnée. Ces données in vivo sur les interactions métaboliques pourraient être intégrées dans un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PBPK) pour prédire les conséquences toxicococinétique (TK) de l'exposition d'un individu à ces mélanges chimiques.

Lung Structure and the Intrinsic Challenges of Gas Exchange

Structural and functional complexities of the mammalian lung evolved to meet a unique set of challenges, namely, the provision of efficient delivery of inspired air to all lung units within a confined thoracic space, to build a large gas exchange surface associated with minimal barrier thickness and a microvascular network to accommodate the entire right ventricular cardiac output while withstanding cyclic mechanical stresses that increase several folds from rest to exercise. Intricate regulatory mechanisms at every level ensure that the dynamic capacities of ventilation, perfusion, diffusion, and chemical binding to hemoglobin are commensurate with usual metabolic demands and periodic extreme needs for activity and survival. This article reviews the structural design of mammalian and human lung, its functional challenges, limitations, and potential for adaptation. We discuss (i) the evolutionary origin of alveolar lungs and its advantages and compromises, (ii) structural determinants of alveolar gas exchange, including architecture of conducting bronchovascular trees that converge in gas exchange units, (iii) the challenges of matching ventilation, perfusion, and diffusion and tissue-erythrocyte and thoracopulmonary interactions. The notion of erythrocytes as an integral component of the gas exchanger is emphasized. We further discuss the signals, sources, and limits of structural plasticity of the lung in alveolar hypoxia and following a loss of lung units, and the promise and caveats of interventions aimed at augmenting endogenous adaptive responses. Our objective is to understand how individual components are matched at multiple levels to optimize organ function in the face of physiological demands or pathological constraints. © 2016 American Physiological Society. Compr Physiol 6:827-895, 2016.

Impact of scar thickness on the assessment of viability using dobutamine echocardiography and thallium single-photon emission computed tomography - A comparison with contrast-enhanced magnetic resonance imaging

OBJECTIVES We sought to determine whether the transmural extent of scar (TES) explains discordances between dobutamine echocardiography (DbE) and thallium single-photon emission computed tomography (Tl-SPECT) in the detection of viable myocardium (VM). BACKGROUND Discrepancies between DbE and Tl-SPECT are often attributed to differences between contractile reserve and membrane integrity, but may also reflect a disproportionate influence of nontransmural scar on thickening at DbE. METHODS Sixty patients (age 62 +/- 12 years; 10 women and 50 men) with postinfarction left ventricular dysfunction underwent standard rest-late redistribution Tl-SPECT and DbE. Viable myocardium was identified when dysfunctional segments showed Tl activity >60% on the late-redistribution image or by low-dose augmentation at DbE. Contrast-enhanced magnetic resonance imaging (ceMRI) was used to divide TES into five groups: 0%, 75% of the wall thickness replaced by scar. RESULTS As TES increased, both the mean Tl uptake and change in wall motion score decreased significantly (both p < 0.001). However, the presence of subendocardial scar was insufficient to prevent thickening; >50% of segments still showed contractile function with TES of 25% to 75%, although residual function was uncommon with TES >75%. The relationship of both tests to increasing TES was similar, but Tl-SPECT identified VM more frequently than DbE in all groups. Among segments without scar or with small amounts of scar (50% were viable by SPECT. CONCLUSIONS Both contractile reserve and perfusion are sensitive to the extent of scar. However, contractile reserve may be impaired in the face of no or minor scar, and thickening may still occur with extensive scar. (C) 2004 by the American College of Cardiology Foundation.

Incremental benefit of myocardial contrast to combined dipyridamole-exercise stress echocardiography for the assessment of coronary artery disease

Background-Although assessment of myocardial perfusion by myocardial contrast echocardiography (MCE) is feasible, its incremental benefit to stress echocardiography is not well defined. We examined whether the addition of MCE to combined dipyridamole-exercise echocardiography (DExE) provides incremental benefit for evaluation of coronary artery disease (CAD). Methods and Results-MCE was combined with DExE in 85 patients, 70 of whom were undergoing quantitative coronary angiography and 15 patients with a low probability of CAD. MCE was acquired by low-mechanical-index imaging in 3 apical views after acquisition of standard resting and poststress images. Wall motion, left ventricular opacification, and MCE components of the study were interpreted sequentially, blinded to other data. Significant (>50%) stenoses were present in 43 patients and involved 69 coronary territories. The addition of qualitative MCE improved sensitivity for the detection of CAD (91% versus 74%, P=0.02) and accurate recognition of disease extent (87% versus 65% of territories, P=0.003), with a nonsignificant reduction in specificity. Conclusions-The addition of low-mechanical-index MCE to standard imaging during DExE improves detection of CAD and enables a more accurate determination of disease extent.

Quantitative myocardial contrast echocardiography for prediction of thrombolysis in myocardial infarction flow in acute myocardial infarction

Clinical evaluation of arterial potency in acute ST-elevation myocardial infarction (STEMI) is unreliable. We sought to identify infarction and predict infarct-related artery potency measured by the Thrombolysis In Myocardial Infarction (TIMI) score with qualitative and quantitative intravenous myocardial contrast echocardiography (MCE). Thirty-four patients with suspected STEMI underwent MCE before emergency angiography and planned angioplasty. MCE was performed with harmonic imaging and variable triggering intervals during intravenous administration of Optison. Myocardial perfusion was quantified offline, fitting an exponential function to contrast intensity at various pulsing intervals. Plateau myocardial contrast intensity (A), rate of rise (beta), and myocardial flow (Q = A x beta) were assessed in 6 segments. Qualitative assessment of perfusion defects was sensitive for the diagnosis of infarction (sensitivity 93%) and did not differ between anterior and inferior infarctions. However, qualitative assessment had only moderate specificity (50%), and perfusion defects were unrelated to TIMI flow. In patients with STEMI, quantitatively derived myocardial blood flow Q (A x beta) was significantly lower in territories subtended by an artery with impaired (TIMI 0 to 2) flow than those territories supplied by a reperfused artery with TIMI 3 flow (10.2 +/- 9.1 vs 44.3 +/- 50.4, p = 0.03). Quantitative flow was also lower in segments with impaired flow in the subtending artery compared with normal patients with TIMI 3 flow (42.8 +/- 36.6, p = 0.006) and all segments with TIMI 3 flow (35.3 +/- 32.9, p = 0.018). An receiver-operator characteristic curve derived cut-off Q value of

Angiotensin II facilitates autoregulation in the perfused mouse kidney: An optimized in vitro model for assessment of renal vascular and tubular function

Background and Aims: We have optimized the isolated perfused mouse kidney (IPMK) model for studying renal vascular and tubular function in vitro using 24-28 g C57BL6J mice; the wild type controls for many transgenic mice. Methods and Results: Buffer composition was optimized for bovine serum albumin concentration (BSA). The effect of adding erythrocytes on renal function and morphology was assessed. Autoregulation was investigated during stepped increases in perfusion pressure. Perfusion for 60 min at 90-110 mmHg with Krebs bicarbonate buffer containing 5.5% BSA, and amino acids produced functional parameters within the in vivo range. Erythrocytes increased renal vascular resistance (3.8 +/- 0.2 vs 2.4 +/- 0.1 mL/min.mmHg, P < 0.05), enhanced sodium reabsorption (FENa = 0.3 +/- 0.08 vs 1.5 +/- 0.7%, P < 0.05), produced equivalent glomerular filtration rates (GFR; 364 +/- 38 vs 400 +/- 9 muL/min per gkw) and reduced distal tubular cell injury in the inner stripe (5.8 +/- 1.7 vs 23.7 +/- 3.1%, P < 0.001) compared to cell free perfusion. The IPMK was responsive to vasoconstrictor (angiotensin II, EC50 100 pM) and vasodilator (methacholine, EC50 75 nM) mediators and showed partial autoregulation of perfusate flow under control conditions over 65-85 mmHg; autoregulatory index (ARI) of 0.66 +/- 0.11. Angiotensin II (100 pM) extended this range (to 65-120 mmHg) and enhanced efficiency (ARI 0.21 +/- 0.02, P < 0.05). Angiotensin II facilitation was antagonized by methacholine (ARI 0.76 +/- 0.08) and papaverine (ARI 0.91 +/- 0.13). Conclusion: The IPMK model is useful for studying renal physiology and pathophysiology without systemic neurohormonal influences.

Comparison of specificity of quantitative myocardial contrast echocardiography for diagnosis of coronary artery disease in patients with versus without diabetes mellitus

Impaired coronary flow reserve is widely reported in diabetes mellitus (DM) but its effect on myocardial contrast echocardiography (MCE) is unclear. We sought to identify whether DM influences the accuracy of qualitative and quantitative assessment of coronary artery disease (CAD) using MCE in 83 patients who underwent coronary angiography (60 men, 27 with DM; 56 +/- 11 years;). Destruction replenishment imaging was performed at rest and after combined dipyridamole-exercise stress testing. Ischemia was identified by the development of new wall motion abnormalities, qualitative MCE (new perfusion defects apparent 1 second after flash during hyperemia), and quantitative MCE (myocardial blood flow reserve < 2.0 in the anterior circulation). Qualitative and quantitative assessment of perfusion was feasible in 100% and 92% of patients, respectively. Significant left anterior descending coronary stenosis (> 50% by quantitative angiography) was present in 28 patients (including 8 with DM); 55 patients had no CAD (including 19 with DM). The myocardial blood flow reserve was reduced in patients with coronary stenosis compared with those with no CAD (1.6 +/- 1.1 vs 3.8 +/- 2.5, p < 0.001). Among patients with no CAD, those with DM had an impaired flow reserve compared with control patients without DM (2.4 +/- 1.0 vs 4.5 +/- 2.8, p = 0.003). In conclusion, DM significantly influenced the quantitative, but not the qualitative, assessment of MCE, with a marked reduction in specificity in patients with DM. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.